海上新型复合完井控水技术及应用.pdf
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1、 年 月云南化工 第 卷第 期 ,:海上新型复合完井控水技术及应用郭明龙,刘鹏飞,李进,赵克贤,陈广新(中海石油(中国)有限公司天津分公司,天津 ;中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司,天津 )摘要:“高含水”是制约渤海油田增储上产的主要因素之一。为实现控水目标,在深入了解油藏特点和出水机理的基础上,创新性地融合了多种控水工艺,形成一套全新的复合型完井控水技术。在单井的整个生产周期内,可以有效降低含水率,实现了控水工艺质的突破和全寿命控水的理念。在设计阶段,因地制宜选取适应于变密度筛管 封隔器 中心管控水或 筛管 封隔器 中心管控水两种方案,并采取低压差投产控制技术生产。现场实践证明,新型
2、复合型完井控水技术起到了延缓水锥突进的目标并取得了良好的控水效果。关键词:边底水油藏;复合型完井;控水技术;渤海油田中图分类号:文献标识码:文章编号:(),(,;,):“”,:;渤海油田开发已进入中后期阶段,“双高”问题已日益严重,一些油田的含水率已经超过了 ,处于高含水开采阶段 。由于地层非均质性、边底水锥进等原因,部分新井的含水率迅速上升,单井低含水阶段的时间显著缩短,导致单井生命周期较短,大量剩余油仍然留存在油层中,进而降低了区块的采收率和单井的经济效益 。水平井控水机理 油井见水原因水平井见水后,综合含水率通常会快速上升,造成边底水的过早锥进,很大程度上制约了应有的开采效益。导致底水过
3、早锥进的因素很多,既有油藏地质等方面的自然因素,也有生产过程中生产制度和措施不当的人为因素,总体上主要包括以下四个方面:)油气藏的非均质性如图 所示,同一水平段内,油藏孔隙度、渗透率等参数也存在较大差异,边底水很容易在压降最小的地方形成指进。随着开采进度的不断推进,油井含水率迅速上升,严重的情况下会导致油井关停,甚至报废。)夹层夹层会影响地层水的锥进路径,从而减缓水体的锥进速度。当储层中存在夹层时,水体锥进速度明显变慢。数值模拟表明,在物性较好、原油黏度高的油藏中,无夹层储层无水采油期多为 个月;而当油藏存在 规模的夹层时,无水期将延迟 年,并且无水采出程度可以大幅度提高,如图 所示。图 储层
4、非均质性与水锥突进动态模拟 年 月云南化工 第 卷第 期 ,图 夹层与无夹层条件下水锥形成物理模拟)跟趾效应水平井见水后,随着高渗流体的突进,跟趾效应日益明显。跟趾效应的本质是井筒内的流体产生的摩阻、流体撞击井壁产生回压力等综合效应造成井筒内根部、趾部压力不一致而形成根部水锥的现象,从而影响水平井开采效益 。)人为因素各种工作液造成储层污染;酸化、压裂等措施造成油层裂缝从而发生的后期水串;开发方案和开采措施不当,如采油速度过快等;钻井轨迹控制不当,造成的井筒围岩物性或与油水界面距离不均。水平井出水类型及相应控水思路水平井由于油藏地质等方面的自然因素,以及生产过程中生产制度和措施不当的人为因素,
5、从而出水动态的差异,总体上水平井出水类型可归纳为四种:)点状高产水型:个别井段高产水,导致单井综合含水率高,多出现与裂缝发育成熟的地层。控水难度相对不大,控水对策为单点压制。)段状高产水型:局部井段高产水,导致单井综合含水率高。控水难度相对大,控水对策为高产水段压制。)线状式低产水型:个别井段高产油,其余段均产水,导致单井综合含水率高。控水难度相对较大,控水对策为高产油段挖潜。)整体性混合型:各段含水量相差不大,控水难度大。新型复合型完井控水技术介绍 常规控水技术水平井控水完井技术已经成为水平井开发中极其重要的技术手段之一。在钻井阶段,由于客观地质及技术条件的限制,现有手段在控水方面存在较大限
6、制。而在完井阶段,根据油藏驱动机理,可以对管柱进行相应的处理控制,延缓见水生产时间,最大程度的保证水平井各个井段能够均衡生产,实现效益最大化。目前常规控水工艺如图 所示。)分段变密度射孔控水技术分段变密度射孔控水技术可根据油藏非均质性的变化,通过理论模型并结合射孔优化软件,优化射孔孔密,平衡不同单元段的入井流量,延缓见水生产时间,实现效益最大化 。)分段变密度射孔控水技术 井轨迹与油水界面关系 对应的中心管优化设计)中心管控水完井技术)控水完井技术图 常规控水工艺)中心管控水技术中心管控水技术通过在插入在生产管柱中的中心管,将原水平段内的井眼流动形态转变为井眼流动、环空流动和中心管流动 个流动
7、状态,从而增加水平段局部摩阻,从而达到平衡局部生产压差的目的,降低主产液井段产液能力,增加低产液井段产液能力,还可通过分仓处理对不同井段进行精细化管理,进一步实现控水目标 。)控水技术 控水技术通过对其内部流道进行特殊设计,使井底流体通过时低黏度流体的摩阻增大,减少低黏度流体进入生产管柱,从而达到规范流体流动、平衡水平井水平段流量的目的 ,进而延迟水平井中水锥或气锥的发生时间,实现稳油控水的目的。以上控水工艺均在海上得到应用实践,但后续生产过程中发现部分井的控水效果未达到预期效果。通过对不同控水工艺的原理及应用效果进行整理总结,发现单项工艺的控水效果有限。例如,控水周期有限、后期控水调整困难等
8、缺陷,不能满足生产控水需求。年 月云南化工 第 卷第 期 ,新型复合型完井控水技术综合考虑现有控水工艺的优缺点,针对海上现有控水措施及管柱结构进行针对性优化,推出了新型复合型完井控水技术。该技术集成了现有多种完井控水工艺技术,通过采用优质控水工具与分隔技术来提高水平井的生产寿命,较单一控水工艺具有更好的控水效果。结合油藏数据,通过对水平井出水机理进行分析,以“二次分段”与“增油减水”为主要控水思路,最终形成了一套以“封隔器 变密度筛管 筛管 盲管 密封筒 中心管”为基础的新型复合型完井控水方案,如图 所示。该工艺具有如下特点。)变密度筛管 分段完井可以平衡地层非均质性,压制水锥;)中心管改变井
9、筒压差分布,降低跟趾效应;)中心管带孔点放置于高井轨迹点,延迟水淹时间;)盲管起到人造“泥岩夹层”作用,改变水运移线路,延缓水淹时间;)内层预留密封筒,一层控水失效后启用二层封隔控水。图 新型复合型完井控水工艺 控水工具结构特点新型复合型完井控水技术不仅体现于工艺上的创新,其所采用的控水工具结构、性能也同样突出。正基于功能可靠、应用成熟的控水装置,为生产井造稳油控水提供了基础条件。)变密度星孔筛管分段变密度射孔具有良好的控水效果,但渤海水平井多为裸眼井,不需要射孔作业,根据变密度射孔控水原理,水平井裸眼中采用变密度筛管,通过调整筛管孔眼孔密(如图 所示),达到相同用的控水效果 。图 优质星孔变
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